研究生课程论文--统一潮流控制器设计

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1、研究生课程论文（2014—2015学年第1学期）论文题目：　　统一潮流控制器设计　　　　　　　　　　　姓名：　　　董红令　　　　学号：　　211408020033　　年级：2014级专业：　　　　电气工程　　学院：　　电气学院　注意事项：1、以上各项由研究生本人认真填写；2、研究生课程论文应符合一般学术规范，具有一定学术价值，严禁抄袭或应付；凡学校检查或抽查不合格者，一律取消该门课程成绩和学分，并按有关规定追究相关人员责任；3、论文得分由批阅人填写，并签字确认；批阅人应根据作业质量客观、公正的签写批阅意

2、见（原则上不少于50字）；4、原则上要求所有课程论文均须用A4纸打印，加装本封面，左侧装订；5、课程论文由学生所在学院（系）统一保存，以备查用。　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　课程名称：　电力系统运行与控制课程类型：　　　专业课　　　　授课教师：田书学时：36学分：2.0论文得分批阅人签字批阅意见：河南理工大学研究生学处制1统一潮流控制器简介1.1柔性电力传输系统灵活交流输电系统(FlexibleACTransmissionSystem，简称FACTS)是电力电子技术在电力传输系统中应用的

3、重要方面，利用高功率电子技术为基础的控制器及其静止型控制器改善可控性并且增加输送功率的容量”。从灵活交流输电系统的定义可以看出，灵活交流输电系统是利用现代电力电子技术、计算机技术、现代通讯技术和自动控制技术，对传统的交流输电系统进行根本变革的新的输电概念，它通过电力电子型或其他静止型控制器对交流电的无功(电压)、电抗和相角进行控制，以加强交流输电系统的可控性和功率传输能力。灵活交流输电系统装置的应用不仅可实现对交流输电功率潮流的灵活控制，大幅度提高电力系统的稳定水平，而且可以实现电力系统动态过程中相量角

4、度的控制，为未来电力系统动态和稳定性控制的新策略提供了必要手段，其主要功能归纳为:(1)大幅度地控制潮流使之按指定路径流动;(2)保证输电线路容量接近热稳定极限而又不至于过负载;(3)在控制区域内可以传输更多的功率，减少发电机的热备用;(4)依赖限制短路和设备故障的影响来防止线路串级跳闸;(5)阻尼那些会损坏设备或限制输电容量的各种电力振荡。随着FACTS技术的发展，FACTS控制器己经取得了大量的研究成果，按照其功能和时间发展的先后顺序可分为以下三代:第一代FACTS装置:这是从20多年前出现的静止无

5、功补偿(SVC)开始的。SVC是由晶闸管开关快速控制的并联电容组和电抗器组成的装置，以提供动态电压支持。其技术基础是常规晶闸管(即可控硅整流器SCR)。后来出现的第一代FACTS装置是晶闸管控制的串联电容器(TCSC)，它利用SCR控制串接在输电线中的电容器组，以控制线路阻抗，提高输送能力。第二代FACTS装置:这一代装置同样具有第一代装置具有的支持电压和控制功率等功能，但在外部回路中不需要大型的电力设备，如电容器组、并联电抗器或移相变压器等。这些新装置，如:静止无功补偿器(STATCOM、静止同步串联

6、补偿器(SSSC)等，是借助于由门极可关断晶闸管(GTO)一类全控型器件构成的装置，以电子回路模拟出电抗器或电容器的作用。装置造价大为降低，性能却明显改进。第三代FACTS装置:将两台或多台控制器复合成一组FACTS装置，并使其具有一个共同的统一的控制系统，即称为第三代FACTS控制器。第三代FACTS控制器一个典型装置就是由一台静止无功补偿器(STATCOM)和一台静止同步串联补偿器(SSSC)复合而成的统一潮流控制器(UPFC)。它的功能更强大，它以控制线路阻抗、电压或功角的办法同时控制输电的有功和

7、无功潮流。1.2统一潮流控制器统一潮流控制(UnifiedPowerFlowController，简写为UPFC)是FACTS家族中最复杂的也是最有吸引力的一种补偿器，同时集多种功能于一身，能对电力线路上的阻抗、相角及有功和无功进行控制，具有很强的灵活性，对它的研究己引起各国电力界的高度重视。UPFC是FACTS中最具创造性、功能最强大的设备。它的基本电路结构如图1.1UPFC基本电路结构图图1.1的功能主要是通过两个变换器来实现，这两个变换器共用一个直流电容，通过两个变压器与输电线路连接起来。并联侧变

8、换器和电容一起可以看成是一个静止同步补偿器(STATCOM），串联侧变换器和电容一起可以看成是一个静止同步串联补偿器(SSSC)，因此统一潮流控制器可以看成是STATCOM和SSSC的合成。其基本工作原理如下首先分析串联侧SSSC。串联变换器2的输出端通过变压器2向系统注入一个幅值和相位都可变化的串联电压，这个电压串联叠加到UPFC的系统接入点电压上，合成一个幅值和相角均可变的，如图1.2所示。1.2UPFC串联侧电路示意图与电压向量图由图